一种六氟化硫气体压力监测预警系统及方法与流程

本发明涉及电力，尤其是涉及一种六氟化硫气体压力监测预警系统及方法。

背景技术：

1、六氟化硫，是一种无机化合物，化学式为sf6，常温常压下为无色无臭无毒不燃的稳定气体。六氟化硫被广泛用作高压变电站室外电气设备的绝缘介质，六氟化硫气体在高压电气设备中的作用是灭弧和绝缘，高压变电站室外电气设备内六氟化硫气体的密度降低将导致绝缘和灭弧性能的丧失，严重影响设备的安全运行。

2、目前高压变电站室外六氟化硫气体绝缘设备中的气体密度、压力和温度数值通过公共基站发送至用户接收端，由人工定期进行统计判断六氟化硫气体绝缘设备是否需要补充气体或气体密度过低影响电气设备的安全运行，造成预警的时效性低，且公共基站的无线数据网络传输数据存在数据泄露风险的问题。

3、因此，针对提高六氟化硫的监测和维护，如何提高预警的时效性，同时降低数据泄露的风险，成为本领域需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的六氟化硫压力监测预警的滞后性和数据传输存在泄露风险的缺陷而提供一种六氟化硫气体压力监测预警系统及方法，通过加密物联网实时向服务器平台传输六氟化硫压力的监测数据，能够有效提高六氟化硫压力监测预警的实时性、降低数据传输泄露的风险。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、根据本发明的第一方面，提供一种六氟化硫气体压力监测预警系统，用于监测六氟化硫气体绝缘设备的运行状态并实时预警，包括压力监测组件、光伏供电组件、rs485转换器、前端通讯终端、监测预警服务器端和客户终端，所述压力监测组件通过所述rs485转换器连接所述前端通讯终端，所述前端通讯终端、所述监测预警服务器端与所述客户终端依次连接；所述压力监测组件采集六氟化硫气体绝缘设备的实时气体密度、压力值和温度数据，并通过所述rs485转换器进行数据信号转换后发送至所述前端通讯终端；所述前端通讯终端将信号转换后的实时数据加密发送至所述监测预警服务器端；所述监测预警服务器端利用预先存储的温度与压力偏差值对应数据、预设的设备压力阈值和恒定温度数据对加密发送的实时数据进行分析处理，并将分析处理结果发送至所述客户终端，所述分析处理结果包括预警信息；所述光伏供电组件分别连接所述压力监测组件、所述rs485转换器和所述前端通讯终端，用于供电。

4、作为优选的技术方案，所述压力监测组件包括至少一个压力传感器、至少一个温度传感器和至少一个气体密度变送器，分别安装于六氟化硫气体绝缘设备上。

5、作为优选的技术方案，所述光伏供电组件包括光伏板、光伏逆变器、蓄电池、充电控制单元和放电控制单元，所述蓄电池分别连接所述充电控制单元和所述放电控制单元，所述充电控制单元通过所述光伏逆变器连接所述光伏板，所述放电控制单元分别连接所述压力监测组件、所述rs485转换器和所述前端通讯终端。

6、作为优选的技术方案，所述充电控制单元包括互相连接的充电控制器和电池监测器。

7、作为优选的技术方案，所述前端通讯终端包括4g加密物联网拨号模块，并通过vpdn专网将经过所述前端通讯终端加密的实时气体密度、压力值和温度数据传输至所述监测预警服务器端。

8、作为优选的技术方案，所述监测预警服务器端包括依次连接的数据处理单元、数据分析单元和预警单元，所述数据处理单元预先存储温度与压力偏差值对应数据、预设的设备压力阈值和恒定温度数据，接收来自所述前端通讯终端加密发送的六氟化硫气体绝缘设备的实时气体密度、压力值和温度数据，并发送至所述数据分析单元；所述数据分析单元利用所述温度与压力偏差值对应数据、预设的设备压力阈值和恒定温度数据以及所述实时气体密度、压力值和温度数据，计算每日的恒定监测温度下实际测量压力数值，并当所述每日的恒定监测温度下实际测量压力数值小于所述预设的设备压力阈值时，向所述预警单元发送报警信号；所述预警单元连接所述客户终端，接受报警信号并将报警信息发送至所述客户终端。

9、作为优选的技术方案，所述每日的恒定监测温度下实际测量压力数值的计算过程具体包括：将实时测量温度值代入所述温度与压力偏差对应数据，得到实际测量温度的压力偏差值；基于所述压力偏差值和预设的恒定温度数据，计算恒定监测温度下实际测量压力数值；利用平均计算法计算得到每日的恒定监测温度下实际测量压力数值。

10、作为优选的技术方案，所述数据分析单元还用于确定补气日期，所述补气日期的确定过程具体包括：基于所述每日的恒定监测温度下实际测量压力数值，选取距离当前日期最近一次的压力数值最高日期为上一个补气日期；将当前日期的恒定监测温度下实际测量压力数值与上一个补气日期的恒定监测温度下实际测量压力数值差值记为气体泄露流量，并获取当前日期与上一个补气日的时间差；基于所述时间差、所述气体泄露流量与所述预设的设备压力阈值，利用曲线拟合法确定下一个预备补气日期。

11、作为优选的技术方案，所述客户终端包括输入端和输出端，所述客户终端通过输入端将所述预设的设备压力阈值和恒定温度数据发送至所述监测预警服务器端，所述输出端显示采集的所述实时气体密度、压力值和温度数据，并显示预备补气日期和近期每日的恒定监测温度下实际测量压力数值曲线趋势图。

12、根据本发明的第二方面，提供一种基于所述的系统实现的六氟化硫气体压力监测预警方法，包括以下步骤：获取六氟化硫气体绝缘设备的实时气体密度、压力值和温度数据；对所述实时气体密度、压力值和温度数据进行数据信号转换后，进行加密传输；利用预先存储的温度与压力偏差值对应数据、预设的设备压力阈值和恒定温度数据对加密传输的实时数据进行分析处理；当分析处理结果符合预设条件时，发送报警信号。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

14、1、本发明提供的系统利用压力监测组件实时采集六氟化硫气体绝缘设备的气体密度、压力和温度数据，将实时数据作为监测预警服务器端的数据源，搭建专门的监测平台，实现对六氟化硫密度、压力和温度的实时监测和分析，并对采集的实时气体数据进行智能化分析再将分析结果或预警信息发送至设备管理员，方便设备管理员实时监控六氟化硫气体绝缘设备并根据设备管理员的设定的预警数值进行预警提示，能够有效提高六氟化硫气体绝缘设备监控和维护的时效性和可靠性；

15、2、本发明通过rs-485协议将实时采集的六氟化硫气体绝缘设备的气体密度、压力和温度数据进行数据信号转换后发送至前端通讯终端，能够实现长距离、高速和可靠的数据传输；

16、3、本发明的前端通讯终端内置4g加密物联网拨号模块，通过vpdn专网将加密的实时气体密度、压力值和温度数据传输至所述监测预警服务器端，能够有效降低数据传输过程中的泄露风险；

17、4、本发明通过监测预警服务器端实现对实时采集六氟化硫气体绝缘设备的气体密度、压力和温度数据进行监测和分析，监测预警服务器端对收集到的数据进行智能化分析再将包括预警信息在内的分析处理结果推送给设备管理员，确保预警信息的可靠性；

18、5、本发明使用光伏供电组件为压力监测组件、rs485转换器和前端通讯终端供电，能够避免六氟化硫气体绝缘设备应用现场临近高压带电设备，铺设市电供电及数据传输缆线会产生的生产安全隐患。